Java中的集合

百香果果ccc2024-11-14 16:51

数组的特点

  1. 一旦初始化，长度就不可改变
  2. 数组元素是紧密排列的、有序的、可重复的

集合中的实现类

  1. Collection（接口）：存储一个一个 的数据
    |
    |_ List（接口）：存储有序的，可重复的数据（动态数组）
      |
      |__ArrayList（主要实现类）：线程不安全，底层使用数组存储，在查询、添加数据时，效率较高；在插入、删除数据时，效率较低
      |
      |__LinkedList（实现类）：底层使用双向链表的方式存储，在插入、删除数据时，效率较高；在查询、添加数据时，效率较低
      |
      |_Vector（实现类）：不常用，线程安全
    |
    |     Set（接口）：存储无序的，不可重复的数据（一般用于过滤重复数据）
      |
      | _HashSet（主要实现类）：底层使用的是HashMap，即使用数组+单向链表+红黑树结构存储。判断两个元素相同依据是重写equals和hashCode方法
        |
        |_LinkedHashSet（HashSet子类）：在HashSet基础上增加个双向链表，用于记录添加元素的先后顺序。即，可以按照添加元素的先后顺序遍历，便于频繁的查询操作
      |
      |_TreeSet（实现类）：底层使用红黑树存储，元素添加后，默认按照元素的指定属性的大小排序，且所有元素必须是同一个类型的，否则报错。判断两个元素是否相同依据是重写的comparable、comparator接口中的比较方法
  2. Map（接口）：用于存储一对一对 的数据
    |
    |_ HashMap（主要实现类）：线程不安全，可以添加null的key和value，底层使用数组+单向链表+红黑树结构存储
      |
      |_ LinkedHashMap：在HashMap基础上，增加了一对双向链表，用于记录元素的先后顺序
    |
    |_ TreeMap：底层使用红黑树存储，元素添加后，默认按照key的大小排序，且所有key必须是同一个类型的，否则报错。判断两个元素是否相同依据是重写的comparable、comparator接口中的比较方法
    |
    |_ Hashtable（不常用）：线程安全，不可以添加null的key和value，底层使用数组+单向链表结构存储
      |
      |_ properties：键值对必须是String,常用来处理属性文件

Collection中的公共方法

  1. add(Object obj)：向集合中添加"一个"元素

    java 复制代码 
    Collection coll = new ArrayList();
coll.add(1); // 自动装箱成Integer
coll.add("ABC");
coll.add(new Object()); // 存储地址
Collection innerColl = new ArrayList();
innerColl.add("a");
innerColl.add("b");
coll.add(innerColl); // 添加一个ArrayList
System.out.println(coll); // [1, "ABC", java.lang.Object@6debcae2, ["a", "b"]]

  2. addAll(Collection coll)：向集合中添加一堆元素（平铺展开）

    java 复制代码 
    Collection coll = new ArrayList();
coll.add(1);
coll.add("ABC");
Collection newColl = new ArrayList();
newColl.add("a");
newColl.add("b");
coll.addAll(newColl);
System.out.println(coll); // [1, "ABC", "a", "b"]

  3. size()：获取集合实际存储长度

    java 复制代码 
    Collection coll = new ArrayList();
coll.add(1);
coll.add("a");
System.out.println(coll.size()); // 2

  4. isEmpty()：判断集合是否为空（Boolean）

  5. contains(Object obj)判断数组是否包含obj元素

    java 复制代码 
    Collection coll = new ArrayList();
coll.add(123);
coll.add("abc");
coll.add(new Person("Tony", 18));
coll.add(new Person("Lisa", 20)); // 到此步骤，假如Person重写了equals方法
System.out.println(coll.contains(123)); // true
System.out.println(coll.contains("abc")); // true，String重写了equals方法，比的是内容
System.out.println(coll.contains(new Person("Tony", 18))); // false，Person默认的equals方法比的是地址
System.out.println(coll.contains(new Person("Lisa", 20))); // true，Person重写了equals方法，比的是内容

  6. containsAll(Collection coll)：判断集合是否同时包含coll中所有的元素

    java 复制代码 
    Collection coll = new ArrayList();
coll.add("123");
coll.add("bb");
coll.add("cc");
Collection newColl = new ArrayList();
newColl.add("123");
newColl.add("bb");
System.out.println(coll.containsAll(newColl)); // true

  7. equals(Object obj)：判断集合是否跟obj相同

  8. clear()：清空集合

  9. remove(Object obj)：从当前集合中删除一个与obj相同的元素

    java 复制代码 
    Collection coll = new ArrayList();
coll.add(123);
coll.add("abc");
coll.remove("abc");
System.out.println(coll); // [123]

  10. removeAll(Collection coll)：从当前集合中删除所有与coll集合相同的元素

    java 复制代码 
    Collection coll = new ArrayList();
coll.add(123);
coll.add("abc");
Object obj = new Object();
coll.add(obj);
Collection coll1 = new ArrayList();
coll1.add(obj);
coll1.add("abc");
coll.removeAll(coll1);
System.out.println(coll);	// [123]

  11. retainAll(Collection coll)：取两个集合的交集（操作源集合）

    java 复制代码 
    Collection coll = new ArrayList();
coll.add(123);
coll.add("abc");
Collection coll1 = new ArrayList();
coll1.add("abc");
coll1.add("666");
coll.retainAll(coll1);
System.out.println(coll); // ["abc"]
System.out.println(coll1); // ["abc", "666"]
```14. `toArray()`：集合转为数组
```java
Collection coll = new ArrayList();
coll.add(123);
coll.add("abc");
Object[] arr = coll.toArray(); // 集合转数组
System.out.println(Arrays.toString(arr)); // [123, "abc"]

  12. Arrays.asList(Object ... objs)：数组转集合

    java 复制代码 
    String[] arr = new String[]{"abc", "123", "ccc"};
List list1 = Arrays.asList(arr); // 方式一：传入数组
List list2 = Arrays.asList("xxx", "yyy", "zzz"); // 方式二：传入单个元素
System.out.println(list1); // ["abc", "123", "ccc"]
System.out.println(list2); // ["xxx", "yyy", "zzz"]

Integer[] integerArr = new Integer[]{1, 2, 3}; // 自动装箱
List list3 = Arrays.asList(integerArr); // 每个元素是Integer类型的，所以元素可以平铺展开放入集合中
int[] intArr = new int[]{1, 2, 3};
List list4 = Arrays.asList(intArr); // 每个元素是int类型的（不会自动装箱），因为集合必须放入引用类型数据，所以只能把数组当做一个元素放入集合中
System.out.println(list3); // [1, 2, 3]  长度为3
System.out.println(list4); // [[I@7ba4f24f] 长度为1

  13. hashCode()：获取集合的哈希值

  14. iterator()：返回迭代器对象，用于集合遍历

    java 复制代码 
    Collection coll = new ArrayList();
coll.add(123);
coll.add("abc");
Iterator iterator = coll.iterator();
// 使用迭代器遍历集合
while(iterator.hasNext()) {
	System.out.println(iterator.next()); // next()作用：指针下移、将下移以后集合对应位置上的元素返回
}

  15. removeIf(Predicate)：传入predicate接口，删除指定的元素

    java 复制代码 
    ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
// 随机添加5个0-100整数到集合中
while(list.size() < 5) {
	int rNum = (int)Math.floor(Math.random() * 101);
	list.add(rNum);
}
System.out.println(list); // [83, 78, 93, 55, 38]
// 去掉集合中的所有偶数
list.removeIf(new Predicate<Integer>(){
	public boolean test(Integer i) {
		return i % 2 == 0;
	}
});
System.out.println(list); // [83, 93, 55]

ArrayList中的独有方法（跟索引有关）

  1. get(int index)：获取指定索引位置的元素
  2. set(int index, Object obj)：将指定索引位置元素设置为obj
  3. add(int index, Object obj)：在index位置插入obj元素
  4. addAll(int index, Collection coll)：从index位置开始将coll中的所有元素插入进来
  5. subList(int fromIndex, int endIndex)：获取[fromIndex, endIndex)索引区间的元素
  6. indexOf(Object obj)：获取obj在集合中首次出现的索引（从左往右）
  7. lastIndexOf(Object obj)：获取obj在集合中末次出现的索引（从左往右）
  8. remove(int index)：删除index位置的元素

Map中的常用方法

  1. put(Object key, Object value)：添加或者修改一个元素

  2. putAll(Map m)：添加或修改多个元素

  3. remove(Object key)：删除指定key的元素

  4. clear()：清空集合

  5. get(Object key)：获取键是key的元素值

  6. size()：获取Map长度

  7. isEmpty()：集合是否为空

  8. equals(Object obj)：判断当前集合是否与obj相同

  9. keySet()：遍历key

  10. values()：遍历value

  11. entrySet()：遍历entry

    java 复制代码 
    HashMap map = new HashMap();
map.put("name", "Lisa");
map.put("age", 18);
Set entrySet = map.entrySet();
Iterator iterator = entrySet.iterator();
while(iterator.hasNext()) {
	Map.Entry entry = (Map.Entry)iterator.next();
	System.out.println(entry.getKey()); // 获取entry中的key
	System.out.println(entry.getValue()); // 获取entry中的value
}

  12. containsKey(Set key)：是否包含指定的key

  13. containsValue(Object value)：是否包含指定的value

Set集合（HashSet、LinkedHashSet）的无序性和不可重复性是怎么定义的？

  1. 无序性： 与添加元素的存储位置有关，是根据添加元素的哈希值计算出在集合中的存储位置，此位置不是紧密排列
  2. 不可重复性：添加到集合中的元素不能相同，判断标准是hashCode()和equals()都相同才算相同，如果hashCode相同，equals不同，则算是不同的元素，因为在同一个位置可能会有多个元素，多个元素是通过链表的方式相连的

HashMap中元素的特点

  1. 所有的key之间是不可重复的、无序的。key所在的类要重写hashCode()和equals()
  2. 所有的value之间是可重复的、无序的。value所在的类要重写equals()
  3. key和value就构成了一个entry
  4. 所有的entry之间是不可重复的、无序的。所以可以看成是一个Set

集合、数组遍历方式：增强for循环（forEach）

说明：增强for循环的执行过程中，是将集合或数组中的元素依次赋值给临时变量，注意，循环体中对临时变量的修改，可能不会导致原有集合或数组中元素的修改

java 复制代码 
int[] arr = new int[]{1, 2, 3, 4};
for(int i : arr) {
	System.out.println(i); // 依次打印 1 2 3 4
}

Collections工具类

是一个用于操作List、Set、Map集合的工具类，常用方法如下

  1. reverse(List)：反转

  2. shuffle(List)：随机排序

  3. sort(List list, Comparator)：自然排序 / 定制排序

  4. swap(List, int, int)：交换两个位置的元素

  5. max(Collection, Comparator)：获取集合中的最大值，可以定制排序

  6. min(Collection, Comparator)：获取集合中的最小值，可以定制排序

  7. binarySearch(List, Object， Comparator)：二分查找元素的下标（集合必须是有序的）

  8. frequency(Collection, Object)：获取元素在集合中出现的次数

  9. copy(List dest, List src)：将集合src中的元素复制到集合dest中

    java 复制代码 
    List src = Arrays.asList(4,5,6,7,8,9,10);
List dest = Arrays.asList(new Object[src.size()]); // 目标集合的长度必须保证>=原集合，否则报错
Collections.copy(dest, src);
System.out.println(dest); // [4,5,6,7,8,9,10]

  10. 提供了多个unmodifiableList()方法，返回的List是只读的

    java 复制代码 
    List list = Arrays.asList(4,5,6,7,8,9,10);
List newList = Collections.unmodifiableList(list);
newList.add(123); // 报错

  11. replaceAll(List list, Object oldVal, Object newVal)：将所有oldVal元素替换为newVal元素

    java 复制代码 
    List list = Arrays.asList(4,5,6,7,8,9,10,6);
Collections.replaceAll(list, 6, 11);
System.out.println(list); // [4,5,11,7,8,9,10,11]

  12. addAll(Collection, ... e)：将所有指定元素添加到collection中

  13. synchronizedList(List)：返回线程安全的集合

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